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Wärmedämmung

Wärmedämmung

Unsere Wärmedämmschichten schützen kritische Komponenten in Hochtemperaturumgebungen vor schädlichen Mechanismen und sorgen für effektive Isolation. Dies erhöht die Betriebseffizienz von dynamischen Systemen wie Gasturbinen- und Dieselmotoren sowie Turboladern.

Schichtsysteme für wärmetechnische Anwendungen erlauben eine zielgenaue Auswahl massgeschneiderter Schutzschichten. Somit können unter anderem die thermischen Ausdehnungskoeffizienten exakt an das Substratmaterial angepasst werden. Ein Bauteil, das extremer Hitze ausgesetzt ist, benötigt unter Umständen neben einer Wärmedämmschicht auch Schutz vor Hochtemperaturkorrosion. Dünnschichten wie AlTiN erhöhen die Oberflächenhärte und die Oxidationsbeständigkeit von Schneidwerkzeugen. Damit wird die Lebensdauer der Werkzeuge erhöht und der Bedarf an Schmier- und Kühlflüssigkeit verringert.

Thermische Absorption

Spezielle Kernfusionsanwendungen sind auf Werkstoffe angewiesen, die ein hohes Maß an thermischer Absorptionsfähigkeit aufweisen. Wolframschichten, die mittels thermischem Spritzen in kontrollierter Vakuumatmosphäre auf Graphit- oder Stahlteile aufgebracht werden, sind hier besonders geeignet.

Thermische Leitfähigkeit

Thermisch gespritzte Schichten können die thermische Leitfähigkeit herabsetzen, wiederum andere können hohe thermische Leitfähigkeit aufweisen. Beispiele für hohe thermische Leitfähigkeit sind thermisch gespritzte Aluminium- oder Kupferschichten. Diese Schichten sorgen nicht nur für die Übertragung der Wärmeenergie, sondern erhöhen den Wirkungsgrad durch gleichmäßige Wärmeverteilung.

Thermische Isolation

Wärmedämmschichten (TBC) setzen die Wärmeübertragung herab und isolieren das Substrat.

Moderne Schichtsysteme bestehen in der Regel aus zwei Komponenten:

Verbindungsschicht 

  • Fungiert außerdem als Oxidationsschranke
  • Metallischer Werkstoff, typischerweise MCrAlY

Deckschicht

  • Keramischer Werkstoff, meist mit Yttrium stabilisiertes Zirkonoxid (YSZ)

Die Vorteile dieser Schichtkombination:

  • Geringe Wärmeleitfähigkeit
  • Hohe thermische Ausdehnungskoeffizienten
  • Längere Betriebsdauer der Bauteile
  • Erlaubt den Betrieb bei höheren Temperaturen
  • Verbessert den thermischen Wirkungsgrad

Thermisch gespritzte TBC-Schichten müssen sehr dünn sein, dürfen die Konturen des Bauteiles nicht verändern und müssen harte Betriebsbedingungen verkraften. Typische Einsatzbereiche sind Lauf- und Leitschaufeln im Heißgasbereich von Gasturbinen sowie Komponenten der Brennkammer.

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